| 【発明の名称】 |
空気調和装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】坂本 三郎
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| 【要約】 |
【課題】コンプレッサの再起動時のトルクを軽減しつつ、コンプレッサ停止時から再起動までの時間を可及的に短くし、立上がりフィーリングがよく、違和感のない空気調和を行なうことができるようにした空気調和装置を提供する。
【解決手段】コンプレッサ１の吐出側と吸入側とを連通するバイパス路２０に開閉弁２を設け、この開閉弁２を閉鎖した状態でコンプレッサ１を運転しているとき、瞬停等によりこの運転が停止すると、開閉弁２を一時的に開放してコンプレッサ１の吐出側と吸入側の圧力を均圧化し、この圧力差が所定値以下になれば、開閉弁２を閉鎖するとともにコンプレッサ１を再始動させ、これにより短時間の内にコンプレッサ１を再起動できるようにするとともにその起動トルクも低減するようにしたことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンプレッサ１、コンデンサ３、膨張弁７及びエバポレータ９を冷媒配管Ｐにより閉回路を構成するように連結してなる冷凍サイクルに、前記コンプレッサ１の吸入側と吐出側との間を連通するバイパス路２０と、当該バイパス路２０を開閉する開閉弁２１とを有し、前記コンプレッサ１の停止時に前記開閉弁２１を開放することにより前記コンプレッサ１の吸入側と吐出側と均圧化する均圧化手段Ｋを設けた空気調和装置において、前記均圧化手段Ｋは、コンプレッサ１の少なくとも吐出側に圧力センサーＳｏを設け、前記コンプレッサ１の停止時に当該圧力センサーＳｏが感知する冷媒圧力が所定値以下になれば前記開閉弁２１を閉鎖しコンプレッサ１を再始動するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】 前記均圧化手段Ｋは、コンプレッサ１の吐出側と吸入側にそれぞれ圧力センサーＳｏ，Ｓｉを設け、両圧力センサーＳｏ，Ｓｉが感知する冷媒圧力の差が所定値以下であれば前記開閉弁２１を閉鎖しコンプレッサ１を再始動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】 前記空気調和装置は、前記冷媒配管Ｐの内前記バイパス路２０の入口部分の分岐点Ｘと前記コンデンサ３との間に、当該コンデンサ３からの冷媒の逆流を防止する逆止弁４を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】 前記空気調和装置は、前記開閉弁２１と前記逆止弁４とを一体的に構成したことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】 コンプレッサ１、四方弁３０、室外コンデンサ３、室内コンデンサ５、膨張弁７及びエバポレータ９を冷媒配管Ｐにより閉回路を構成するように連結してなる冷凍サイクルに、前記コンプレッサ１から吐出された冷媒を前記四方弁３０を経た後、前記室外コンデンサ３をバイパスして流す主バイパス路１７と、前記室外コンデンサ３内の冷媒を前記四方弁３０を経て前記コンプレッサ１の吸入側に戻すようにした冷媒回収路３１と、前記四方弁３０と前記室外コンデンサ３との間の連通を開閉制御する切替弁６と、少なくとも前記四方弁３０及び切替弁６を制御する制御部Ｃとを設けた空気調和装置において、前記制御部Ｃは、コンプレッサ１の停止時に、前記切替弁６を開放すると共に、前記四方弁３０が冷房モード位置と暖房モード位置との間を所定時間毎に切替わるように制御し、前記コンプレッサ１の吸入側と吐出側と均圧化するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】 前記制御部Ｃは、コンプレッサ１の少なくとも吐出側に設けられた圧力センサーＳｏを有し、当該圧力センサーＳｏが感知する冷媒圧力が所定値以下であれば、前記切替弁６を開放すると共に前記四方弁３０が冷房モード位置と暖房モード位置との間を所定時間毎に切替わるように制御し、前記コンプレッサ１の吸入側と吐出側と均圧化するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項７】 前記制御部Ｃは、コンプレッサ１の吐出側と吸入側にそれぞれ圧力センサーＳｏ，Ｓｉを設け、両圧力センサーＳｏ，Ｓｉが感知する冷媒圧力の差が所定値以下であれば、前記切替弁６を開放すると共に前記四方弁３０が冷房モード位置と暖房モード位置との間を所定時間毎に切替わるように制御し、前記コンプレッサ１の吸入側と吐出側と均圧化するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の空気調和装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンプレッサが一旦停止した後に再起動する間での時間を可及的に短くした空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、空気調和装置は、主としてコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを冷媒配管により連結して閉回路に構成され、コンプレッサから吐出された冷媒が種々状態変化しながら循環するようになっているので、コンプレッサがオフされると、冷媒の循環は停止し、この停止が長時間にわたると冷凍サイクル内の冷媒は、全体が均圧化される。
【０００３】ここにおいて、例えば、密閉式のコンプレッサは、低圧で帰還してきた冷媒を吸い込んで、これをコンプレッサ内で圧縮し高温高圧の冷媒にして吐出するので、吸入側と吐出側の冷媒の圧力差が少ない方が駆動トルク小さく、大きい方が駆動トルクも大きくなる。つまり、ピストンの吸入側と吐出側の圧力差が少ない方がピストンはスムーズに作動できる。
【０００４】したがって、長時間かけて均圧化された後の再起動時には、コンプレッサの吸入側と吐出側の圧力差が少なくなるので、駆動トルクも小さく、円滑に始動できる。
【０００５】しかし、空気調和装置は、種々の理由により停止されることがある。例えば、自動車用空気調和装置では、ユーザーがスイッチをオン−オフする場合や、エバポレータの凍結防止からコンプレッサをオン−オフ制御する場合等があり、鉄道用空気調和装置では、一般に、「瞬停」と称されているが、走行中に一時的に停電する状態が頻繁に生じる場合（新幹線の場合には数分に１回起こる）等があり、一般家庭用空気調和装置では、停電等の場合もある。
【０００６】このように頻繁に空気調和装置がオフされる場合に、閉回路内の冷媒が均圧化するのを待ってコンプレッサを再起動したのでは、室内を温度制御する場合のフィーリグが悪く、実際的でない。
【０００７】このため、最近の車両用（電車用）空気調和装置では、前記コンプレッサの吸入側と吐出側の各回路の間にコンプレッサをバイパスするバイパス回路を設け、このバイパス回路を開閉弁により開閉して、コンプレッサの吸入側と吐出側とを強制的に均圧化している（特開平８−８５４５４号公報参照）。
【０００８】この均一化により、前述した「瞬停」が頻繁に起っても、コンプレッサの再起動時のトルクは増大せず、作動も円滑になり、空気調和装置の稼働率も向上し、車室内の空気調和状態の違和感も解消される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この均圧化手段は、瞬停が発生した時点から予め設定された時間（例えば、約３０秒程度）が経過するまで、バイパス路の開閉弁を開き、コンプレッサの吸入側領域と吐出側領域の圧力を均一にしているので、コンプレッサが起動されるまでは、如何なる場合も常に設定時間はかかることになり、空気調和装置の稼働率が一定値以上高くならず、空気調和が始動した直後の空気調和状態、つまり立上がりフィーリングが悪く、前述した空気調和状態の違和感をさらに低減することはできないという不具合がある。
【００１０】しかも、前記均圧化のために設定された時間は、冷房負荷及び暖房負荷が大きく、コンプレッサの吸入側領域と吐出側領域の圧力が最も大きい場合を想定して設定されており、一定であるので、この冷房負荷及び暖房負荷が小さい場合のように、実質的にコンプレッサの吸入側と吐出側の圧力が均一化する時間が短い場合は、不必要にコンプレッサがオンするまでの時間が長くなる虞れがある。
【００１１】さらに、電車のように車室内空間が大きなものを空気調和する場合には、このような時間設定による均圧化手段でも、前述した違和感はある程度緩和されるが、自動車用空気調和装置のように、狭小で、しかも外気温度や日射の影響を受けやすい空間を空気調和する場合には、全く実用的でないという不具合がある。
【００１２】本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、コンプレッサの再起動時のトルクを軽減しつつ、コンプレッサ停止時から再起動までの時間を可及的に短くし、立上がりフィーリングがよく、違和感のない空気調和を行なうことができるようにした空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決しようとする手段】本発明の目的は、下記する手段により達成される。
（１） コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを冷媒配管により閉回路を構成するように連結してなる冷凍サイクルに、前記コンプレッサの吸入側と吐出側との間を連通するバイパス路と、当該バイパス路を開閉する開閉弁とを有し、前記コンプレッサの停止時に前記開閉弁を開放することにより前記コンプレッサの吸入側と吐出側と均圧化する均圧化手段を設けた空気調和装置において、前記均圧化手段は、コンプレッサの少なくとも吐出側に圧力センサーを設け、前記コンプレッサの停止時に当該圧力センサーが感知する冷媒圧力が所定値以下になれば前記開閉弁を閉鎖しコンプレッサを再始動するようにしたことを特徴とする。
【００１４】（２） 前記均圧化手段は、コンプレッサの吐出側と吸入側にそれぞれ圧力センサーを設け、両圧力センサーが感知する冷媒圧力の差が所定値以下であれば前記開閉弁を閉鎖しコンプレッサを再始動するようにしたことを特徴とする。
【００１５】（３） 前記空気調和装置は、前記冷媒配管の内前記バイパス路の入口部分の分岐点と前記コンデンサとの間に、当該コンデンサからの冷媒の逆流を防止する逆止弁４を設けたことを特徴とする。
【００１６】（４） 前記空気調和装置は、前記開閉弁と前記逆止弁とを一体的に構成したことを特徴とする。
【００１７】（５） コンプレッサ、四方弁、室外コンデンサ、室内コンデンサ、膨張弁及びエバポレータを冷媒配管により閉回路を構成するように連結してなる冷凍サイクルに、前記コンプレッサから吐出された冷媒を前記四方弁を経た後、前記室外コンデンサをバイパスして流す主バイパス路と、前記室外コンデンサ内の冷媒を前記四方弁を経て前記コンプレッサの吸入側に戻すようにした冷媒回収路と、前記四方弁と前記室外コンデンサとの間の連通を開閉制御する切替弁と、少なくとも前記四方弁及び切替弁を制御する制御部とを設けた空気調和装置において、前記制御部は、コンプレッサの停止時に、前記切替弁を開放すると共に、前記四方弁が冷房モード位置と暖房モード位置との間を所定時間毎に切替わるように制御し、前記コンプレッサの吸入側と吐出側と均圧化するようにしたことを特徴とする。
【００１８】（６） 前記制御部は、コンプレッサの少なくとも吐出側に設けられた圧力センサーを有し、当該圧力センサーが感知する冷媒圧力が所定値以下であれば、前記切替弁を開放すると共に前記四方弁が冷房モード位置と暖房モード位置との間を所定時間毎に切替わるように制御し、前記コンプレッサ１の吸入側と吐出側と均圧化するようにしたことを特徴とする。
【００１９】（７） 前記制御部は、コンプレッサの吐出側と吸入側にそれぞれ圧力センサーを設け、両圧力センサーが感知する冷媒圧力の差が所定値以下であれば、前記切替弁を開放すると共に前記四方弁が冷房モード位置と暖房モード位置との間を所定時間毎に切替わるように制御し、前記コンプレッサの吸入側と吐出側と均圧化するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
《実施の形態１》図１は本発明の実施の形態１に係る自動車用空気調和装置の回路システム図、図２は本実施の形態１の制御部を示すブロック図、図３は本実施の形態１の作動状態を示すフローチャートである。
【００２１】図１において、本実施の形態１に係る自動車用の空気調和装置は、概して、コンプレッサ１、室外コンデンサ３、室内コンデンサ５、膨張弁７及びエバポレータ９などを冷媒配管Ｐにより連結して閉回路を構成し、前記室内コンデンサ５とエバポレータ９は、車室内の前席前方に設けられたユニットケースＵ内に設置され、他の構成機器はエンジンルーム側に設けられている。
【００２２】このユニットケースＵの内部には、さらに車室内空気又は車室外空気を選択的に取り込むインテークドア１１と、ブロアファン１３と、ミックスドア１５が配設され、この所定温度の空気流は、図外の吹出しダクトを通り、所定の吹出口から車室内適所に吹出される。
【００２３】なお、ミックスドア１５は、室内コンデンサ５を通過することにより加熱された温風と、エバポレータ９により冷却されたままの冷風との比率を調整し、所定温度の空気流とするものである。
【００２４】また、この空気調和装置は、前記閉回路に室外コンデンサ３をバイパスして冷媒を流すための主バイパス路１７が設けられ、切替弁６，８の開閉により冷媒が室外コンデンサ３側と主バイパス路１７側に流れるようにしている。つまり、暖房運転時には、切替弁６を「閉」、切替弁８を「開」とし、コンプレッサからの冷媒が主バイパス路１７を通って流れ、室外コンデンサ３をバイパスするようにし、冷房運転時には、切替弁６を「開」、切替弁８を「閉」とし、コンプレッサからの冷媒が室外コンデンサ３を通って流れるようにしている。
【００２５】特に、本実施の形態では、コンプレッサ１の吸入側と吐出側との間の圧力差をなくし、均圧にする手段が設けられている。この均圧化手段Ｋは、コンプレッサ１の停止時に、当該コンプレッサ１の吸入側配管Ｐｉと吐出側配管Ｐｏとの間とを連通するバイパス路２０と、このバイパス路２０を開閉する開閉弁２１と、吐出側配管Ｐｏの圧力状態を検知する圧力センサーＳｏ、及び吸入側配管Ｐｉの圧力状態を検知する圧力センサーＳｉと、これらを制御する制御部Ｃとを有している。
【００２６】この均圧化手段Ｋは、吸入側配管Ｐｉ等の圧力をセンサーＳｏにより検知して開閉弁２１を制御するようにしているので、コンプレッサ１の起動トルクと直結する因子を直接感知することになり、起動トルク軽減を図る上では極めて精度的に勝れたものとなり、均圧化に要する時間も短時間となる。
【００２７】前記制御部Ｃは、コンプレッサ停止時に、前記開閉弁２１を開放した後、前記吐出側配管Ｐｏに設けられた圧力センサーＳｏが検知した圧力と、吸入側配管Ｐｉに設けられた圧力センサーＳｉが検知した圧力の圧力差が所定値以下（例えば、２ｋｇｆ／ｃｍ2 以下）であれば、前記開閉弁２１を閉鎖しコンプレッサ１を再始動させるように、圧力センサーＳｏ，Ｓｉが接続されているが、この制御部Ｃには、さらに図２に示すように、各種信号が入力され、またこの入力信号に対する所定の出力信号が出力されるようになっている。
【００２８】ここに、入力信号としては、例えば、ユーザが室温設定あるいはファンスピード等を設定する場合に使用されるコントローラからの種々の条件に対応する信号、内気温度を検出する内気センサあるいは外気温度を検出する外気センサなどからの信号であり、出力信号としては、例えば、インテークドア、ミックスドアなどのドアアクチュエータの動作信号や、前記切替弁６，８、開閉弁２１、ブロアファン１３，送風ファン１０、コンプレッサ１などへの動作信号である。
【００２９】また、このバイパス路２０の入口部分の分岐点Ｘと前記コンデンサ３との間には、当該コンデンサ３からの冷媒の逆流を防止する逆止弁４が設けられている。この位置に逆止弁４を設けると、均圧すべき領域が小さくなり、均圧化がより速やかに行なわれる。つまり、この逆止弁４によりコンプレッサ停止時に容量の大きなコンデンサ３内に存在している冷媒がコンプレッサ１側に逆流せず、均圧される領域は、コンプレッサの吐出口から逆止弁４までと、分岐点Ｘからバイパス路２０全体程度というより小さな領域となるので、吸入側配管Ｐｉ内の圧力と吐出側側配管Ｐｏ内の圧力とは極めて速やかに均圧化する。この結果、コンプレッサの再起動が速やかに開始され、冷暖房の立上がりフィーリングが向上する。
【００３０】前記逆止弁４と開閉弁２１とは、個々独立に設けても良いが、構成の簡素化を図る上からは、両者を一体化することが好ましい。
【００３１】なお、図１中の符号「１２」は圧力スイッチ付リキッドタンク、「１４」はアキュムレータである。
【００３２】次に、前記実施の形態１の作用を説明する。通常の冷房運転時には、切替弁６は「開」、切替弁８と開閉弁２１は「閉」にセットされる。コンプレッサ１が始動（オン）すれば、冷媒は、コンプレッサ１→切替弁６→室外コンデンサ３→室内コンデンサ５→リキッドタンク１２→膨張弁７→エバポレータ９→アキュムレータ１４と流れてコンプレッサ１に帰還する。
【００３３】そして、ユニットケースＵ内では、インテークドア１１により内気が導入され、これがエバポレータ９内の低温冷媒と熱交換して冷却され、ミックスドア１５の開度状態に応じた一部の冷風が室内コンデンサ５内の高温冷媒と熱交換して加熱され、残りの冷風が室内コンデンサ５をバイパスし、その後両者がミックスされて所定温度となり、所定の吹出口から車室内に吹き出され、車室内を冷房することになる。
【００３４】また、暖房運転時には、切替弁６と開閉弁２１は「閉」、切替弁８は「開」にセットされる。コンプレッサ１が始動すれば、冷媒は、コンプレッサ１→切替弁８→主バイパス路１７→室内コンデンサ５→リキッドタンク１２→膨張弁７→エバポレータ９→アキュムレータ１４と流れてコンプレッサ１に帰還する。
【００３５】そして、ユニットケースＵ内では、インテークドア１１により外気が導入され、これがエバポレータ９内の低温冷媒と熱交換して冷却されるとともに除湿され、ミックスドア１５の開度状態に応じた一部の冷風が室内コンデンサ５内の高温冷媒と熱交換して加熱され、残りの冷風が室内コンデンサ５をバイパスし、その後両者がミックスされ、所定温度となって所定の吹出口から車室内に吹き出され、車室内を暖房することになる。
【００３６】このような運転中に、例えば、ユーザーがメインスイッチをオフする等によりコンプレッサ１が停止（オフ）したとする。このコンプレッサオフの状態では、吸入側配管Ｐｉ内の冷媒は、低温低圧の状態であり、吐出側配管Ｐｏ内の冷媒は、高温高圧の状態となっているので、直ちにメインスイッチをオンし、コンプレッサ１を再起動しようとすれば、コンプレッサには大きなトルクがかかる。このため、本実施の形態１では、この両配管内の状態を均圧化するために、直ちに均圧化手段Ｋが作動するようになっている。
【００３７】図３において、まず、コンプレッサ１がオン状態からオフ状態になったか否か判断する（Ｓ１）。コンプレッサ１がオフ状態であれば、制御部Ｃからの信号により開閉弁２１を開放する。つまり均圧制御のスタートである（Ｓ２）。
【００３８】これにより吸入側配管Ｐｉと吐出側配管Ｐｏとはバイパス路２０により連通されることになり、両配管の圧力状態は極めて短時間の内に均圧化する。
【００３９】特に、本実施形態のように、逆止弁４をコンプレッサ１の吐出側に設けると、当該逆止弁４が容量の大きな室外コンデンサ３からコンプレッサ１に戻ろうとする冷媒の流れを阻止するために、均圧領域は、コンプレッサの吐出口から逆止弁４までと、分岐点Ｘからバイパス路２０全体程度というより小さな領域となり、吸入側配管Ｐｉ内の圧力と吐出側側配管Ｐｏ内の圧力とは極めて速やかに均圧化する。
【００４０】そして、吸入側配管Ｐｉの圧力センサーＳｉが検知した圧力（Ｐs ）と、吐出側配管Ｐｏの圧力センサーＳｏが検知した圧力（Ｐd ）との圧力差が、例えば、２ｋｇｆ／ｃｍ2 以下になると（Ｓ３）、直ちに均圧制御を停止する。つまり、前記開閉弁２１を閉じると同時にコンプレッサ１を再起動して均圧化処理を終了する（Ｓ４）。
【００４１】このようにコンプレッサ１の吸入側と吐出側との圧力差をより短時間で低減すれば、コンプレッサ１は、再起動時のトルクが小さく、負荷が軽減された状態で速やかに再起動することができ、再起動時の立上がりフィーリングがよく、違和感が解消された空気調和状態となる。
【００４２】《実施の形態２》図４は本発明の実施の形態２に係る自動車用空気調和装置の回路システム図、図５は同実施の形態２の作動状態を示すフローチャートであるが、図１〜３に示す部材と共通する部材同一符号を付して説明は省略する。
【００４３】前述した実施の形態１の均圧化手段Ｋは、コンプレッサ停止時に、前記吐出側配管Ｐｏに設けられた圧力センサーＳｏが検知した圧力と、吸入側配管Ｐｉに設けられた圧力センサーＳｉが検知した圧力の差が所定値以下であると、前記開閉弁２１を閉鎖しコンプレッサ１を再始動するようになっているが、本発明は、これのみでなく、図４に示すように、両圧力センサＳｉ，Ｓｏの内、吸入側センサーＳｉを廃止し、高圧側の吐出側センサーＳｏのみを使用した均圧化手段Ｋとしても良い。
【００４４】例えば、前記膨張弁７が温度式膨張弁であれば、回路中を流れる冷媒の温度に応じた冷媒の流れとなるので、コンプレッサ１の吸入側の圧力は、ほぼ一定の値で安定する傾向がある。このため、高圧側となる吐出側圧力状態のみを検知しても問題はない。
【００４５】この場合には、図５に示すように、均圧制御のスタートした後に、高圧側の吐出側センサーＳｏが、例えば、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下という圧力を検知したとき、前記制御部Ｃから開閉弁２１を閉鎖する信号が、出力されるようにする（Ｓ３）。これにより再始動可能な状態となったものとみなし、コンプレッサ１を再起動させる。
【００４６】このようにすれば、前記実施の形態１のものに較べ、部品点数を低減でき、構成の簡素化、コストの低減を図ることができることになり、より実用性のある均圧化手段Ｋとすることができる。
【００４７】《実施の形態３》図６は本発明の実施の形態３に係る自動車用の空気調和装置の冷房時の回路システム図、図７は同実施の形態２の暖房時の回路システム図、図８は本実施の形態２の作動状態を示すフローチャート、図９は四方弁３０と切替弁６の作動状態を示す説明図であり、（Ａ）は冷房時にコンプレッサが停止した場合を、（Ｂ）は暖房時にコンプレッサが停止した場合をそれぞれ示しているが、以下の説明中、図１〜５に示す部材と共通する部材には同一符号を付し説明は省略する。
【００４８】本実施の形態３の空気調和装置は、前記実施の形態１，２のような通常の冷凍サイクルの回路システムに、バイパス路２０や開閉弁２１等という独立の均圧化手段Ｋを設けたものではなく、回路システムとしては通常の回路システムのみを利用してコンプレッサ１の吸入側と吐出側の均圧化を行なうようにしたものである。
【００４９】つまり、この空気調和装置は、冷暖房の切り替え運転を行なう四方弁３０と、暖房時の循環冷媒量を増加するために、コンデンサに溜まっている、いわゆる寝込み冷媒を回収する冷媒回収路３１とを利用してコンプレッサ吸入側と吐出側の均圧化を図るようにしている。
【００５０】ここに、冷媒回収路３１は、暖房運転開始時点で、室外コンデンサ３内に滞留している、いわゆる寝込冷媒をコンプレッサ１に回収し、多量の冷媒を用いて暖房運転を行ない、高暖房性能を発揮させようとするもので、コンプレッサ起動時にコンプレッサが吸引する力を利用してコンデンサからコンプレッサ１の吸入側に冷媒を取り込むようにしている。
【００５１】また、四方弁３０は、公知に属するために詳述は避けるが、ケースに設けられた４つのポートａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ主バイパス路１７、冷媒回収路３１、切替弁６の入口側、コンプレッサ１の吐出側１ａが連結され、ケース内に設けられた弁部材３２を移動することにより冷房時と暖房時で冷媒の流れ状態を切り替えるものである。
【００５２】例えば、冷房時には、弁部材３２は、図６に示す位置にあり、ポートａとポートｂが連通し、ポートｄとポートｃが連通する状態となるので、コンプレッサ１から吐出された冷媒は、吐出側１ａ→ポートｄ→ポートｃ→切替弁６と流れるようになる。
【００５３】暖房時には、図７に示すように、弁部材３２がケース内で下方に移動した位置にあり、ポートｂとポートｃが連通し、ポートｄとポートａが連通した状態となるので、コンプレッサ１から吐出された冷媒は、吐出側１ａ→ポートｄ→ポートａ→主バイパス路１７と流れるようになる。
【００５４】なお、前記四方弁３０の冷房運転時に弁部材３２がセットされた状態を、以下冷房モード位置（図６に示す位置）、暖房運転時に弁部材３２がセットされた状態を、以下暖房モード位置（図７に示す位置）と称す。
【００５５】本実施形態３の均圧化手段Ｋは、冷媒回収路３１と、前記四方弁３０と、吐出側配管Ｐｏの圧力状態を検知する圧力センサーＳｏ及び吸入側配管Ｐｉの圧力状態を検知する圧力センサーＳｉと、これらを制御する制御部Ｃとを有している。
【００５６】この均圧化手段Ｋも、吸入側配管Ｐｉ等の圧力をセンサーＳｏにより検知して制御部Ｃにより四方弁３０を制御しているので、前記実施の形態１と同様に、コンプレッサ１の起動トルクと直結する因子を直接感知することになり、起動トルク軽減を図る上では極めて精度的に勝れたものとなり、均圧化に要する時間も短時間となる。
【００５７】次に、この実施の形態３の作用を説明する。通常の冷房運転時には、切替弁６は「開」、四方弁３０は、図６に示す冷房モード位置にセットされる。コンプレッサ１が始動（オン）すれば、冷媒は、コンプレッサ１→四方弁３０→切替弁６→室外コンデンサ３→室内コンデンサ５→リキッドタンク１２→膨張弁７→エバポレータ９→アキュムレータ１４と流れてコンプレッサ１に帰還する。そして、ユニットケースＵ内では、前記実施形態１とほぼ同様の冷房作用が行なわれるが、ここでは重複を避けるために省略する。
【００５８】また、暖房運転時には、切替弁６は「閉」、四方弁３０は、図７に示すように、弁部材３２が下方に移動した暖房モード位置にセットされる。コンプレッサ１が始動すれば、冷媒は、コンプレッサ１→四方弁３０→主バイパス路１７→室内コンデンサ５→リキッドタンク１２→膨張弁７→エバポレータ９→アキュムレータ１４と流れてコンプレッサ１に帰還する。そして、ユニットケースＵ内では、前記実施形態１とほぼ同様の暖房作用が行なわれるが、ここでは重複を避けるために省略する。
【００５９】このような運転中に、コンプレッサ１がオフすると、直ちに均圧化手段Ｋが作動するが、本実施の形態では、冷房運転時と暖房運転時では、四方弁３０の弁部材３２のセット位置が相違するので、均圧化手段Ｋの作動も多少相違する。
【００６０】まず、冷房運転中に、コンプレッサ１がオフした場合について説明する。図８において、まず、コンプレッサ１がオン状態からオフ状態になったか否か判断する（Ｓ１）。コンプレッサ１がオフ状態であれば、冷房運転か暖房運転かを判断する（Ｓ２，Ｓ３）。
【００６１】なお、ステップＳ２の判断の結果、暖房停止でなければ、冷房が停止したのか否かを判断し（Ｓ３）、この結果、冷房が停止したのでなければ再びステップＳ１に戻ってコンプレッサがオン状態からオフ状態になったのか否か判断する。
【００６２】そして、この判断の結果、冷房運転中に停止したのであれば、均圧制御Ａをスタートする（Ｓ４）。
【００６３】前記均圧制御Ａは、図９（Ａ）に示すように、コンプレッサ１が停止した時点から四方弁３０を、まず冷房モード位置に５秒間保持し、次に暖房モード位置に５秒間保持する状態を繰り返し行なう。
【００６４】冷房運転時にコンプレッサ１が停止すれば、切替弁６は「開」、四方弁３０は冷房モード位置の状態にあるので、当初の５秒間は、コンデンサからの高圧がポートｃ→ポートｄを通ってコンプレッサ１の吐出側に入り込み、次の５秒間は、四方弁３０は暖房モード位置の状態にあるので、コンデンサからの高圧がポートｃ→ポートｂ→冷媒回収路３１を通ってコンプレッサ１の吸入側に入り込む。このように圧力伝播が繰り返されると、次第にコンプレッサ１の吸入側と吐出側の圧力差がなくなる。
【００６５】そして、吸入側配管Ｐｉの圧力センサーＳｉが検知した圧力（Ｐs ）と、吐出側配管Ｐｏの圧力センサーＳｏが検知した圧力（Ｐd ）との差が、例えば、２ｋｇｆ／ｃｍ2 以下になると（Ｓ５）、直ちに均圧制御を停止する。
【００６６】そして、前記切替弁６を閉じると同時にコンプレッサ１を再起動して均圧化処理を終了する（Ｓ６）。吸入側と吐出側の圧力差が、この程度まで低下すると、コンプレッサ１は、大きなトルクが生じることなく作動することができるようになる。
【００６７】次に、暖房運転中に、コンプレッサ１がオフした場合には、均圧制御Ｂを行なう。均圧制御Ｂは、図９（Ｂ）に示すように、コンプレッサ１が停止した時点から四方弁３０を、まず暖房モード位置に５秒間保持し、次に四方弁３０を冷房モード位置に５秒間保持する状態を繰り返し行なう。
【００６８】そして、前記冷房運転中に、コンプレッサ１がオフした場合と同様に、冷房運転か暖房運転かを判断した後に、均圧制御Ｂをスタートする（Ｓ７）。
【００６９】暖房運転時にコンプレッサ１が停止すれば、切替弁６は「閉」、四方弁３０は暖房モード位置の状態になるので、当初の５秒間は、コンデンサからの高圧がコンデンサからの高圧がポートｃ→ポートｂ→冷媒回収路３１を通ってコンプレッサ１の吸入側に入り込む。次の５秒間は、四方弁３０は、冷房モード位置になるので、ポートｃ→ポートｄを通ってコンプレッサ１の吐出側に入り込む。この結果、コンプレッサ１の吸入側と吐出側は同じ程度の圧力が導入されるので、差がなくなる。
【００７０】そして、吸入側の圧力（Ｐs ）と吐出側の圧力（Ｐd ）の差が、例えば、２ｋｇｆ／ｃｍ2 以下になると（Ｓ８）、直ちに均圧制御を停止する。つまり、前記切替弁６を閉じると同時にコンプレッサ１を再起動して均圧化処理を終了する（Ｓ６）。
【００７１】上述の実施の形態３は、切替弁６、四方弁３０及び冷媒回収路３１等を有する空気調和装置の回路システムに、吸入側の圧力センサーＳｉと、吐出側の圧力センサーＳｏという２つのセンサーＳを設けたものであるが、本発明は、何等これのみに限定されるものではなく、図示は省略するが、前述した実施の形態２と同様、吐出側の圧力センサーＳｏのみを用いて均圧制御を行なってもよい。
【００７２】この場合も、吐出側ｏの圧力（Ｐd ）は５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下になると、直ちに均圧制御を停止すると同時にコンプレッサ１を再起動して処理を終了するようにする。
【００７３】《実施の形態４》図１０は本発明の実施の形態４に係る自動車用の空気調和装置の回路システム図であるが、前記実施の形態に示す部材と共通する部材には同一符号を付し説明は省略する。
【００７４】本実施の形態４の空気調和装置は、いわゆる冷房専用の簡単な回路構成を有するものであり、ここの均圧化手段Ｋは、コンプレッサ１の吸入側と吐出側とをバイパス路２０により連通し、このバイパス路２０に開閉弁２１を設け、またコンプレッサ１の吸入側と吐出側に圧力センサＳｉ，Ｓｏを設けたもので、これによりコンプレッサ１の吸入側と吐出側の均圧化を行なうようにしたものである。
【００７５】《実施の形態５》図１１は本発明の実施の形態５に係る自動車用の空気調和装置の回路システム図であるが、前記実施の形態に示す部材と共通する部材には同一符号を付し説明は省略する。
【００７６】本実施の形態５の空気調和装置は、除湿と冷暖房を行なう簡単な回路構成のものであり、ここの均圧化手段Ｋも、前記実施の形態４のものと同様に、コンプレッサ１の吸入側と吐出側とをバイパス路２０により連通し、このバイパス路２０に開閉弁２１を設け、またコンプレッサ１の吸入側と吐出側に圧力センサＳｉ，Ｓｏを設けたもので、これによりコンプレッサ１の吸入側と吐出側の均圧化を行なうようにしたものである。
【００７７】なお、これら実施の形態４，５においても、吐出側の圧力センサーＳｏのみを使用してもよいことは前述したものと同様である。
【００７８】上述した各実施の形態は、自動車用の空気調和装置に関するものであるが、本発明は、何等これのみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々改変することができるものである。
【００７９】例えば、鉄道車両用の空気調和装置の場合にも適用可能である。この場合には、鉄道車両が電気的絶縁区間を通過するときに生じる「瞬停」の場合に有効なものとなる。また、一般の家庭用の空気調和装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００８０】《実験例》図１２は、一般的な冷房専用の空気調和装置と、均圧制御手段を設けた空気調和装置の各概略構成と、これらを用いてコンプレッサが均圧化されるまでの時間を測定した実験例を比較した表である。
【００８１】この実験は、各概略構成で示すものを、雰囲気が３０℃、７０％の環境で運転し、コンプレッサの吐出圧力が、１５ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ、２０ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇとなるようにセッティングし、そして、サイクルが安定した後に、コンプレッサを停止し、コンプレッサの吸入側と吐出側の圧力差が、２ｋｇｆ／ｃｍ2 、１ｋｇｆ／ｃｍ2 になるまでの時間を測定した。
【００８２】図１２（Ａ）に示すものは、バイパス路等の均圧化手段Ｋは設けられていない一般的な空気調和装置である。
【００８３】この空気調和装置は、均圧化手段Ｋが設けられていないので、吐出圧力が１５ｋｇｆ／ｃｍ2 のとき、圧力差が２ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでに５３秒もかかり、圧力差が１ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでには１３２秒もかかった。
【００８４】また、吐出圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ2 のときには、圧力差が２ｋｇｆ／ｃｍ２となるまでに６７秒もかかり、圧力差が１ｋｇｆ／ｃｍ２ となるまでに２４０秒もかかった。
【００８５】図１２（Ｂ）に示すものは、開閉弁がバイパス路に設けられた空気調和装置である。
【００８６】この空気調和装置は、開閉弁を開放して均圧化するので、吐出圧力が１５ｋｇｆ／ｃｍ2 のときは、圧力差が２ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでに６．６秒かかり、圧力差が１ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでに８．９秒かかった。
【００８７】また、吐出圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ2 のときには、圧力差が２ｋｇｆ／ｃｍ2となるまでに６．５秒かかり、圧力差が１ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでに９秒かかった。
【００８８】図１２（Ｃ）に示すものは、開閉弁がバイパス路に設けられた逆止弁付の空気調和装置である。
【００８９】この逆止弁付空気調和装置は、開閉弁を開放して均圧化するので、吐出圧力が１５ｋｇｆ／ｃｍ2 のとき、圧力差が２ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでに２．３秒かかった。
【００９０】また、吐出圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ2 のとき、圧力差が２ｋｇｆ／ｃｍ2 となるまでに４．３秒かかった。
【００９１】このように、均圧制御を行うと、確実に吐出圧と吸入圧の差が短時間で小さくなり、コンプレッサの稼働率を高めることができることがわかる。
【００９２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、バイパス路、開閉弁及び１つのセンサーを用いて、コンプレッサの少なくとも吐出側の冷媒圧力が所定値以下であると開閉弁を閉鎖しコンプレッサを再始動するようにしたので、コンプレッサの起動トルクに直結する因子である圧力を直接感知することになり、起動トルク軽減を図る上では極めて勝れたものとなり、コンプレッサの再起動時のトルクを低減しつつ、コンプレッサ停止時から再起動までの時間を可及的に短くし、立上がりフィーリングがよく、違和感のない空気調和を行なうことができる。また、簡単な構成であるため、コスト的には極めて有利となる。
【００９３】請求項２に記載の発明は、コンプレッサの吐出側と吸入側にそれぞれセンサーを設け、その圧力差が所定値以下であれば、開閉弁を閉鎖しコンプレッサを再始動するようにしたので、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、冷媒の圧力感知が確実となり、制御性もよく、装置の信頼性が高いものが得られる。
【００９４】請求項３に記載の発明は、バイパス路の入口部分の分岐点とコンデンサとの間に逆止弁を設けたので、コンプレッサ停止時にセンサーの均圧領域が小さくなり、均圧化時間が極めて短くなり、コンプレッサ再起動時に速やかに作動が開始され、立上がりフィーリングが良く、違和感のない空気調和状態とすることができる。
【００９５】請求項４に記載の発明は、開閉弁と逆止弁とを一体的に構成したので、構成の簡素化を図ることができる。
【００９６】請求項５に記載の発明は、切替弁を開放すると共に、四方弁を制御部により冷房モード位置と暖房モード位置に切替わるように制御したので、回路システムとして通常の回路システムのみを利用した均圧化手段Ｋとなり、既存の構成の変更が少なく、簡易に実施することができる。
【００９７】請求項６に記載の発明は、前項記載の発明と同様に１つのセンサーを用いたので、簡単な構成となり、コスト的には極めて有利となる。
【００９８】請求項７に記載の発明は、前項記載の発明と同様にコンプレッサの吐出側と吸入側にそれぞれセンサーを設けたので、冷媒の圧力感知が確実となり、制御性もよく、装置の信頼性が高いものが得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４７６５
【氏名又は名称】カルソニック株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年８月６日（１９９８．８．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２３４９
【弁理士】
【氏名又は名称】八田 幹雄 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５５４８４（Ｐ２０００−５５４８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２２３２２８ |
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